C+L 밴드 에르븀 첨가 광섬유 ASE 광대역 광원

ASE 광대역 광원은 생산 테스트 및 과학 연구 실험에 널리 사용됩니다. 이 기사에서는 C+L 밴드 에르븀 첨가 광섬유 ASE 광대역 광원의 주요 매개변수와 테스트 방법을 간략하게 설명합니다.

작동 원리 에르븀 첨가 광섬유에 의해 생성된 ASE 광대역 광은 단파장 레이저 펌핑 에르븀 첨가 광섬유에 의해 생성된 증폭된 자연 방출 광입니다. 아래 개략도에서 볼 수 있듯이, 펌핑된 희토류 이온은 상위 에너지 레벨과 하위 에너지 레벨 사이에서 전이하여 자연 방출 빛을 생성하며, 이는 유도 방출 중에 증폭됩니다. 이 과정은 지속적으로 반복되며 충분한 펌핑 조건에서는 상당히 높은 출력을 얻을 수도 있습니다.

(ASE = 증폭된 자연 방출)

ASE 방사선은 광섬유 레이저 및 광섬유 증폭기에서 잡음광으로 널리 퍼져 있습니다. ASE 빛은 일반적으로 이득을 위해 신호 파장 레이저와 경쟁하여 유효 레이저 전력 감소, 레이저 신호 대 잡음비 감소 및 편광 감소를 유발합니다. 따라서 광섬유 레이저와 광섬유 증폭기에서는 ASE 광의 발생을 최소화하는 것이 바람직합니다. 파이버 레이저 및 증폭기를 설계할 때 광 경로 구조를 최적화하여 ASE 광의 출력 비율을 최대한 줄입니다. 그러나 광원으로서의 ASE 광은 레이저 광원에서는 볼 수 없는 넓은 스펙트럼 범위, 평면 스펙트럼, 낮은 간섭성, 낮은 편광과 같은 특정 특성도 가지고 있습니다. 또한 단일 모드 에르븀 광섬유 내에서 생성된 광섬유 ASE 광원은 거의 손실 없이 일반 단일 모드 광섬유와 결합될 수 있습니다. 따라서 이러한 유형의 광대역 ASE 광원은 광섬유 자이로스코프, 광섬유 감지, OCT 이미징 및 광통신 채널의 전력 보상과 같은 특정 상황에서 중요한 응용 분야를 갖습니다.

실제 C+L 대역 광섬유 ASE 광대역 광원 제품에서는 일반적으로 에르븀 첨가 실리카 섬유가 활성 매체로 사용되며 980nm 반도체 레이저는 여기 펌프로 사용되어 C 대역에서 자연 방출을 생성한 다음 유도 방출을 통해 증폭됩니다. 에르븀이 도핑된 섬유는 일정한 길이를 갖고 있기 때문에 C밴드 방사선은 다른 에르븀 이온에 흡수되어 다시 방출되어 방사선 파장이 더 긴 밴드로 이동하게 됩니다. 그런 다음 이 방사선은 유도 방출을 통해 다시 증폭되어 궁극적으로 C 또는 L 대역을 포괄하는 광대역 ASE 스펙트럼이 생성됩니다. C, L 및 C+L과 같은 다양한 파장 대역을 가진 ASE 광원 제품을 얻기 위해 다양한 광 경로 구조를 설계할 수 있습니다.

위 그림은 Er이 첨가된 광섬유의 ASE 방사선 스펙트럼을 테스트하기 위한 광학 경로를 보여줍니다. 아이솔레이터는 광섬유 아이솔레이터이고 WDM은 980/1550nm 광섬유 파장 분할 다중화(WDM)입니다. 974nm 단일 모드 펌핑 LD는 WDM을 통해 단일 모드 Er 도핑 광섬유 섹션을 자극하기 위해 결합된 펌프 레이저를 제공합니다. 후방 및 전방으로 방출된 ASE 광은 두 개의 별도 절연체를 통해 출력됩니다. 동일한 펌프 전력에서 측정된 후방 ASE 스펙트럼(녹색 선)과 전방 ASE 스펙트럼(파란색 선)이 그림에 표시됩니다. 에르븀 첨가 광섬유에 의해 직접 방출되는 ASE 방사선 스펙트럼은 평평하지 않다는 것을 알 수 있습니다. 서로 다른 파장 간의 전력 밀도 차이는 10dB 이상에 도달할 수 있으며 두 방향의 ASE 스펙트럼은 완전히 동일하지 않습니다. 따라서 광섬유 ASE 광대역 광원 제품에서는 평탄한 출력 스펙트럼을 달성하기 위해 스펙트럼 평탄화 기술(필터)이 필요합니다.